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1、湖北省荆州中学高三年级第八次双周考理综化学试题1.某化学小组欲进行如下实验探究金属与浓硫酸反应。试回答下列问题。（1）利用上图装置研究铜与浓硫酸反应，反应化学方程式为_； B装置的目的是_；x溶液为_。（2）将上述实验中的铜改为黄铜(铜锌合金)，实验后阶段可观察到倒立漏斗边缘有气体冒出，且越来越快。该气体可能为_，气体产生越来越快的原因可能是_(答一点即可)。验证该气体的实验方案如下：装置连接顺序:x_；能证明上述假设成立的实验现象是_。【答案】 (1). Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2+2H2O (2). 检验产物SO2 (3). NaOH溶液(其他合理答案均可) (4). H2
2、 (5). 反应后期，c（H+)增大，与Zn反应生成H2速率加快；黄铜为铜锌合金，与硫酸形成原电池，产生H2速率加快；反应放热 (6). cdefabg (7). E中(硬质玻璃管)黑色粉末变红，H中(球形干燥管)固体由白色变为蓝色【解析】【分析】（1）铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；二氧化硫能使品红褪色；二氧化硫属于酸性氧化物且有毒，需进行尾气处理，C装置的作用吸收尾气，防止污染环境，倒扣的漏斗防倒吸；（2）实验的后阶段，由于浓硫酸反应变成稀硫酸，黄铜中Zn和稀硫酸反应生成氢气；反应后期，产生气体越来越快的可能原因是：浓硫酸变为稀硫酸，c（H+)增大，与Zn反应生成H2速
3、率加快；黄铜为铜锌合金，与硫酸形成原电池，产生H2速率加快；反应放热。要验证气态产物中含H2，利用H2具有还原性，与灼热的CuO反应生成H2O，用无水硫酸铜检验生成的H2O；由于生成的气态产物中含SO2和H2O（g），所以验证H2之前要将气体依次通过盛有NaOH溶液、浓硫酸的洗气瓶除去SO2、H2O（g），据此分析装置的连接顺序；能证明上述假设成立的实验现象是E中固体由黑色变红色，H中固体白色变蓝色。【详解】（1）装置A中，Cu与浓硫酸在加热条件下反应生成CuSO4、SO2和H2O，发生的反应为：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2+2H2O，二氧化硫能使品红褪色，B装置的作用：检验产物
4、SO2；二氧化硫属于酸性氧化物且有毒，不能直接排空，可以用碱性溶液吸收，C中可以盛放氢氧化钠溶液吸收SO2，倒扣的漏斗因漏斗部分口径大，能起缓冲作用防倒吸；（2）实验的后阶段，由于浓硫酸反应变成稀硫酸，黄铜中Zn和稀硫酸反应生成氢气，所以倒立的漏斗边沿有气体冒出，该气体可能为H2；反应后期，产生H2越来越快的可能原因是：浓硫酸变为稀硫酸，电离程度增大，c（H+)增大，与Zn反应生成H2速率加快；黄铜为铜锌合金，与硫酸形成原电池，产生H2速率加快；反应放热；由于生成的气态产物中含SO2和H2O（g），所以验证H2之前要将气体依次通过盛有NaOH溶液、浓硫酸的洗气瓶除去SO2、H2O（g），所以装
5、置连接顺序为xcdef；氢气具有还原性，能将黑色的氧化铜粉末还原为红色Cu，水蒸气能使无水硫酸铜变蓝色；若有氢气生成，E中固体由黑色变红色，H中固体白色变蓝色，所以装置连接顺序为xcdefabg；氢气具有还原性，能将黑色的氧化铜粉末还原为红色Cu，若有氢气生成，E中固体由黑色变红色，水蒸气能使无水硫酸铜变蓝色，H中固体白色变蓝色。【点睛】本题以浓硫酸和铜的反应为载体探究金属与浓硫酸实验方案设计，涉及气体制取、气体检验、反应方程式的书写等知识点，解题关键：明确反应原理及基本操作，难点（2）知道二氧化硫、氢气的检验方法及顺序。2.氨为重要化工原料，有广泛用途。（1）合成氨中的氢气可由下列反应制取：
6、a.CH4(g) +H2O(g) CO(g)+3H2(g) H= +216.4 kJ /molb.CO(g) +H2O(g) CO2(g)+H2(g) H =-41.2 kJ/mol则反应CH4(g) +2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) H=_。（2）起始时投入氮气和氢气分别为1mol、3mol，在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度关系如下图。恒压时，反应一定达到平衡状态的标志是_(填序号)；A.N2和H2的转化率相等 B.反应体系密度保持不变C.c(H2)/c(NH3) 比值保持不变 D.c(NH3)/c(N2) 等于2P1_P2 (填“ ”、“c(N2H4)
7、，同时c(N2H5+)c(N2H62+)，应控制溶液pH范围_(用含a、b式子表示)。【答案】 (1). +175.2kJ/mol (2). BC (3). (5). (6). 2NH3NaClON2H4NaClH2O (7). (14-b，14-a)【解析】【分析】（1）由盖斯定律计算；（2）根据平衡状态的特点逐项分析；合成氨是气体体积减小的反应；合成氨是放热反应；B点温度高、压强大反应速率快。(3)NaClO将氨氧化成肼，由此写出NH3和NaClO 反应生成N2H4的化学方程式。根据平衡常数计算。【详解】（1）由盖斯定律计算，a.CH4(g) +H2O(g) CO(g)+3H2(g) H=
8、 +216.4 kJ /mol，b.CO(g) +H2O(g) CO2(g)+H2(g) H =-41.2 kJ/mol，a+b得：则反应CH4(g) +2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) H=+216.4 kJ /mol-41.2 kJ/mol=+175.2kJ/mol；（2）A、当投料比与计量数相同时，N2和H2的转化率恒相等，不能判断化学反应是否达到化学平衡，故A错误；B、混合气体的密度为=m/V，反应前后气体总质量不变，容器容积改变，建立平衡过程中混合气体密度发生变化，反应体系密度保持不变能说明化学反应达到化学平衡，故B正确；C.两者浓度变化相反，c(H2)/c(NH3) 比值
9、保持不变，能说明化学反应达到化学平衡，故C正确；D.c(NH3)/c(N2) 等于2，不能判断化学反应是否达到化学平衡，故D错误；故选BC。合成氨是气体体积减小的反应，由图知相同温度下P2时氨的体积分数大，压强高，P1D点；在A、B两点条件下，B点温度高、压强大反应速率快，该反应从开始到平衡时生成氨气平均速率：(A)c(N2H4)，同时c(N2H5+)c(N2H62+)。N2H4+H2ON2H5+OH- K1= 110-a，K1=c(OH- )c(N2H5+)/c(N2H4)，c(N2H5+)c(N2H4)，c(N2H5+)/c(N2H4)=K1/c(OH- )1，K1c(OH- )，c(OH
10、- )110-a，pHc(N2H62+)，c(N2H62+)/c(N2H5+)=K2/c(OH- )1，K2110-b，pH14-b；应控制溶液pH范围为(14-b，14-a)。3.高锰酸钾常用作消毒杀菌、水质净化剂等。某小组用软锰矿(主要含MnO2，还含有少量SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质)模拟工业制高锰酸钾流程如下。试回答下列问题。（1）配平焙烧时化学反应： MnO2+_+O2K2MnO4+H2O；_（2）滤渣II的成分有_(化学式)；第一次通CO2不能用稀盐酸代替的原因是_。（3）第二次通入过量CO2生成MnO2的离子方程式为_。（4）将滤液进行一系列操作得KMnO4。由下图可知
11、，从滤液得到KMnO4需经过_、_、洗涤等操作。（5）工业上按上述流程连续生产。含MnO2a%的软锰矿1吨，理论上最多可制KMnO4_吨。（6）利用电解法可得到更纯的KMnO4。用惰性电极电解滤液II。电解槽阳极反应式为_；阳极还可能有气体产生，该气体是_。【答案】 (1). 2 4 KOH 1 2 2 (2). Al(OH)3、H2SiO3 (3). 稀盐酸可溶解Al（OH）3，不易控制稀盐酸的用量 (4). 3MnO424CO22H2O=MnO22MnO44HCO3 (5). 蒸发结晶 (6). 趁热过滤 (7). 0.018a (8). MnO42e-=MnO4 (9). O2【解析】【
12、分析】软锰矿主要成分MnO2与KOH混合在空气中焙烧，冷却得到固体物质，溶于水过滤得到滤渣I和滤液I，滤液I中应含有K2SiO3，KAl（OH）4、K2MnO4等溶质，滤渣I为Fe2O3；向滤液I中第一次通入CO2与K2SiO3、KAl（OH）4发生反应，过滤得到滤渣和滤液，滤渣为Al（OH）3、H2SiO3；滤液含有KHCO3，K2MnO4等溶质；向滤液中第二次通入过量CO2，再次过滤得到滤液和MnO2，滤液中含有KMnO4和KHCO3，再经过一系列操作得到较纯的KMnO4，MnO2可以循环利用。【详解】（1）焙烧时MnO2与KOH在空气中O2的作用下反应得到K2MnO4和H2O，反应为氧化
13、还原反应，Mn化合价升高2，O化合价降低2，根据电子转移数守恒，所以在MnO2前面配上2，O2前面配上1，根据Mn元素守恒，在K2MnO4前面配上系数2，再根据K元素守恒，在KOH前面配上4，最后根据H元素守恒，在H2O前面配上2，2MnO2+4KOH+1O22K2MnO4+2H2O。（2）滤渣中含有的物质有Al（OH）3、H2SiO3，第一次通CO2不能用稀盐酸代替，这是由于稀盐酸酸性较强，可溶解Al（OH）3，不易控制稀盐酸的用量，溶液中便会再次混入Al3；（3）第二次通入过量CO2生成MnO2，溶液中原先是K2MnO4，第二次通入过量的CO2时发生歧化反应生成MnO2和KMnO4，此时CO2被转化为HCO3，反应为氧化还原反应，则反应的离子方程式为：3MnO42+4CO2+2H2O=MnO2+2MnO4+4H
